Tiểu luận Quy trình sản xuất cà phê hòa tan

Trường Đại Học Bách Khoa TP HCM Khoa Kỹ Thuật Hoá Học Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm ---------------- Đề tài tiểu luận môn Công nghệ chế biến GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn SVTH: Huỳnh Hưng Thịnh 60902607 Nguyễn Thị Hồng Nhung 60901866 Võ Thành Trung 60903020 Trần Vũ Phương Trang 60902874 Trần Quốc Tuấn 60903133 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 5/2012 ---------------- QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ HÒA TAN GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN 2 LỜI MỞ ĐẦU Cà phê là một loại thức uống có từ lâu đời và liên tục được phát triển cho đến ngày nay, là một trong những thức uống được ưa chuộng nhất thế giới và có mức tiêu thụ cao. Đặc biệt các thị trường lớn như Mỹ, Đức , Pháp Ý và các nước Bắc Âu, nơi mà cà phê được coi là không thể thiếu thì không có đủ điều kiện đất đai, khí hậu để trồng. Vì vậy đối vơí những nước có điều kiện trồng cà phê như nước ta cà phê không chỉ tiêu thụ trong nước mà còn là mặt hàng xuất khẩu mang lại lợi nhuận kinh tế cao. Ngày nay khi xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu thị hiếu của con người về thực phẩm ngày càng tăng cao đòi hỏi sản phẩm phải thỏa mãn về chất lượng và tính nhanh gọn, điển hình là thị trường nước giải khát, luôn đáp ứng những nhu cầu trên. Vì vậy cà phê hoà tan đã ra đời. Với người tiêu dùng cà phê hoà tan nhanh chóng được ưa chuộng vì sự tiện lợi của nó. Với nhà sản xuất cà phê hoà tan là mặt hàng có giá trị cao, thuận lợi trong việc bảo quản và vận chuyển. Tuy nhiên quy trình chế biến ra nó lại đòi hỏi những công nghệ hết sức phức tạp. Trong bài tiểu luận này nhóm chúng em sẽ trình bày về quy trình chế biến cà phê hoà tan cùng một số thiết bị chính trong quá trình sản xuất. Bài tiểu luận có thể hoàn thành tốt không thể không kể đến sự hướng dẫn của thầy Lê Văn Việt Mẫn. Nhóm chúng em xin gửi tới thầy lời cám ơn sâu sắc và chân thành. Bài tiểu luận có thể còn nhiều sai sót. Nhóm chúng em rất mong nhận được sự góp ý của thầy, cũng như ý kiến đóng góp của các bạn để bài trở nên hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn. Thành phố Hồ Chí Minh ngày 16 tháng 5 năm 2012 Nhóm sinh viên thực hiện QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ HÒA TAN GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN 3 MỤC LỤC I. NGUYÊN LIỆU .................................................................................................... 8 1. Cà phê nhân .................................................................................................................................. 8 1.1 Thành phần hóa học................................................................................................................ 8 1.2 Tiêu chuẩn cà phê nhân ....................................................................................................... 10 2. Nước ............................................................................................................................................ 14 3. Bột sữa gầy ................................................................................................................................. 15 II. QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ HOÀ TAN ............................................... 17 1. Quy trình I ................................................................................................................................... 18 2. Quy trình II ................................................................................................................................. 19 III. THUYẾT MINH QUY TRÌNH ........................................................................ 20 A. Quy trình I: ................................................................................................................................. 20 1. Làm sạch ................................................................................................................................. 20 1.1 Mục đích : Chuẩn bị .......................................................................................................... 20 1.2 Các biến đổi ...................................................................................................................... 20 1.3 Phương pháp thực hiện...................................................................................................... 20 1.4 Thiết bị .............................................................................................................................. 21 2. Phối trộn .................................................................................................................................. 22 2.1 Mục đích: hoàn thiện ........................................................................................................ 22 2.2 Các biến đổi ...................................................................................................................... 22 2.3 Phương pháp thực hiện...................................................................................................... 22 2.4 Thiết bị .............................................................................................................................. 22 Máy trộn thùng quay ................................................................................................................... 22 3. Rang ......................................................................................................................................... 23 3.1 Mục đích: chế biến và bảo quản ...................................................................................... 23 3.2 Các biến đổi ...................................................................................................................... 23 3.3 Phương pháp thực hiện: .................................................................................................... 28 3.4 Thiết bị: ............................................................................................................................. 29 4. Nghiền ..................................................................................................................................... 29 4.1 Mục đích: chuẩn bị ............................................................................................................ 29 4.2 Các biến đổi ...................................................................................................................... 29 4.3 Phương pháp thực hiện...................................................................................................... 30 4.4 Thiết bị: ............................................................................................................................. 30 QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ HÒA TAN GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN 4 5. Trích ly .................................................................................................................................... 31 5.1 Mục đích: Khai thác .......................................................................................................... 31 5.2 Các biến đổi : .................................................................................................................... 31 5.3 Phương pháp thực hiện...................................................................................................... 32 5.4 Thiết bị: ............................................................................................................................. 32 6. Xử lý dịch chiết ....................................................................................................................... 34 6.1 Mục đích: chuẩn bị và hoàn thiện .................................................................................... 34 6.2 Các biến đổi ...................................................................................................................... 34 6.3 Phương pháp thực hiện...................................................................................................... 34 6.4 Thiết bị .............................................................................................................................. 34 7. Tách hương: ............................................................................................................................. 35 7.1 Mục đích: khai thác ........................................................................................................... 35 7.2 Phương pháp thực hiện: .................................................................................................... 35 7.3 Thiết bị: ............................................................................................................................. 36 8. Cô đặc bốc hơi......................................................................................................................... 36 8.1 Mục đích: Khai thác .......................................................................................................... 36 8.2 Các biến đổi ...................................................................................................................... 36 8.3 Phương pháp thực hiện...................................................................................................... 37 8.4 Thiết bị: ............................................................................................................................. 35 9. Sấy Phun .................................................................................................................................. 35 9.1 Mục đích: hoàn thiện ........................................................................................................ 35 9.2 Các biến đổi ...................................................................................................................... 35 9.3 Phương pháp thực hiện...................................................................................................... 36 9.4 Thiết bị .............................................................................................................................. 37 10. Tạo hạt (Agglomeration) ...................................................................................................... 39 10.1 Mục đích: hoàn thiện ...................................................................................................... 39 10.2 Các biến đổi .................................................................................................................... 39 10.3 Phương pháp thực hiện ................................................................................................... 39 11. Phối trộn ................................................................................................................................ 40 11.1 Mục đích: hoàn thiện ...................................................................................................... 40 11.2 Phương pháp thực hiện và thiết bị .................................................................................. 40 12. Bao gói .................................................................................................................................. 40 12.1 Mục đích: Hoàn thiện và Bảo quản ............................................................................... 40 12.2 Các biến đổi .................................................................................................................... 40 QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ HÒA TAN GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN 5 12.3 Phương pháp thực hiện ................................................................................................... 40 12.4 Thiết bị ............................................................................................................................ 41 B. Quy trình 2 .................................................................................................................................. 42 1. Sấy thăng hoa .......................................................................................................................... 42 1.1 Mục đích: chế biến, bảo quản ............................................................................................ 42 1.2 Các biến đổi ...................................................................................................................... 42 1.3 Phương pháp thực hiện...................................................................................................... 42 1.4 Thiết bị ............................................................................................................................... 44 2. Nghiền ...................................................................................................................................... 46 2.1 Mục đích: hoàn thiện ........................................................................................................ 46 2.2 Các biến đổi ...................................................................................................................... 46 2.3 Phương pháp thực hiện: .................................................................................................... 46 2.4 Thiết bị: ............................................................................................................................. 47 III. SO SÁNH 2 QUY TRÌNH ................................................................................. 47 IV. SẢN PHẨM CÀ PHÊ HÒA TAN .................................................................... 48 1. Các chất tạo nên hương vị cà phê .............................................................................................. 48 1.1 Nhóm chất dễ bay hơi ........................................................................................................... 48 1.2 Nhóm chất không bay hơi ..................................................................................................... 50 2. Những thay đổi của hương cà phê trong quá trình chế biến ..................................................... 52 3. Chất lượng của cà phê hoà tan ................................................................................................... 53 3.1 Những nhân tố góp phần tạo hương tốt hơn cho cà phê .................................................. 53 3.2 Đặc điểm kỹ thuật của cà phê hòa tan ............................................................................ 53 3.3 Vấn đề về vệ sinh trong sản xuất cà phê ........................................................................ 54 V. TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG CỦA CÀ PHÊ HÒA TAN ............................ 54 1. Yêu cầu về thành phần ............................................................................................................... 55 2. Các chỉ tiêu khác......................................................................................................................... 56 3. Bao bì và đóng gói ...................................................................................................................... 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 57 QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ HÒA TAN GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN 6 DANH MỤC HÌNH Hình 1: Thiết bị sàng 2 tầng nối tiếp ..................................................................................... 22 Hình 2: Đánh giá mức độ cảm quan của hạt cà phê khi rang .............................................. 27 Hình 3: Thiết bị rang thùng quay liên tục ............................................................................. 29 Hình 4: Sơ đồ hoạt động của thiết bị trích ly gián đoạn ....................................................... 33 Hình 5: Thiết bị làm lạnh dạng bản mỏng ............................................................................ 34 Hình 6: Thiết bị ly tâm dạng đĩa ............................................................................................ 35 Hình 7: Thiết bị tách hương ................................................................................................... 36 Hình 8: Cô đặc bằng thiết bị dạng màng rơi ......................................................................... 37 Hình 9: Thiết bị bốc hơi dạng màng rơi ................................................................................ 35 Hình 10: Sơ đồ hệ thống sấy phun ......................................................................................... 37 Hình 11: Đầu phun ly tâm ...................................................................................................... 38 Hình 12: Thiết bị tạo hạt ........................................................................................................ 40 Hình 13: Thiết bị bao gói cà phê hòa tan. ............................................................................. 41 Hình 14: Sơ đồ hệ thống sấy thăng hoa công nghiệp ........................................................... 42 Hình 15:Bình thăng hoa ......................................................................................................... 45 Hình 16: Hạt cà phê sau sấy thăng hoa ................................................................................. 46 Hình 17: Máy nghiền trục ...................................................................................................... 47 QUY TRÌNH SẢN XUẤT CÀ PHÊ HÒA TAN GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN 7 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Thành phần hoá học cà phê nhân ............................................................................ 10 Bảng 2: Phân hạng chất lượng cà phê nhân .......................................................................... 11 Bảng 3: Tỉ lệ lẫn cà phê khác loại cho phép trong các hạng cà phê ................................... 11 Bảng 4: Tổng trị số lỗi cho phép đối với từng hạng cà phê ................................................. 12 Bảng 5: Trị số lỗi quy định cho từng loại khuyết tật ............................................................ 12 Bảng 6: Tiêu chuẩn nước dùng trong công nghiệp thực phẩm............................................. 14 Bảng 7: Các chỉ tiêu cảm quan của sữa bột gầy ................................................................... 15 Bảng 8: Chỉ tiêu hoá lý của sữa bột gầy ............................................................................... 15 Bảng 9: Hàm lượng kim loại nặng của sữa bột .................................................................... 15 Bảng 10: Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa bột ............................................................................. 16 Bảng 11: Chỉ tiêu cảm quan của đường tinh luyện............................................................... 16 Bảng 12: Chỉ tiêu hoá lý đường tinh luyện ........................................................................... 16 Bảng 13: Chỉ tiêu vi sinh vật của đường tinh luyện.............................................................. 17 Bảng 14: Chỉ tiêu về dư lượng SO2 và kim loại nặng trong đường tinh luyện .................... 17 Bảng 15: Cỡ sàng sử dụng cho cà phê